洗浄、精密洗浄、微細洗浄、水だけの脱脂洗浄、洗浄液を残さない洗浄、袋穴洗浄、微細加工品洗浄、

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洗浄について

一般的洗浄機について

 1、ブラスト機
   乾式ブラスト   研磨粉を圧縮空気で噴出し洗浄する
   湿式ブラスト   研磨粉を水に加え、圧縮空気により水と研磨粉を噴出し洗浄する
   ドライアイスブラスト  研磨粉にドライアイスを使用し、洗浄します。下記を参考にしてください。 
                  http://www.kyodo-inc.co.jp/electronics/dryice/top.html 
   ウォーターブラスト   水を高圧で噴射するタイプです。
   アイスブラスト      http://www.tn-sanso.co.jp/jp/rd/pdf/23/18.pdf
 2、超音波 
   脱気超音波洗浄機       線浄水から空気を抜く洗浄装置で一般洗浄機の10倍の威力がある
   低周波超音波洗浄機     20kHzからの超音波洗浄器で一般的洗浄機
   高周波超音波洗浄器     数百キロHzから1MHzの超音波で主に半導体製造に使用されたいる
 3、マイクロバブル洗浄
   最近の洗浄装置で、微細洗浄および袋穴洗浄に効果をします。
 4、高圧洗浄
   1、高圧洗浄機 水を高圧にて噴出し、洗浄します。部品洗浄には使用が少ない。
   2、ジェット洗浄機(ウォーターブラスト)
 5、その他専用洗浄機
 他、特殊な専用洗浄機も多数あります

ゴミの付着、油の付着するのはなぜか

   1、部品にゴミ等の付着理由
     部品にゴミ及び油脂分が付着する理由を解明しようとはしませんでした。
     洗浄のための方法等のみが研究開発させてきました。
     最近ゴミ付着の理由がエスケーエイ鰍ノより解明され、より鮮明になってきました。
     ゴミ付着は電位によるものであるということです。
     参考に下記をご覧ください。
      
     http://www.ska.co.jp/pdf/pds/scalewatcher/scalewatcher.pdf 

    要約しますと
     1、地球はマイナスの電位を持っています。
     2、地磁気の中を移動するとプラスの電位を持ちます。
     3、この電位により付着します。
     4、部品に油脂分が付着するのはこの電位によるものです。
     5、プラスに帯電した油脂分を取るにはマイナスの電位を与える、すなわちアルカリ系の
       界面活性剤を使用します。
     6、埃が衣服に付着するのもこの原理で、よってアルカリ系の洗剤で洗濯します。
    ゴミおよび油脂分の付着理由がわかれば解決策が出てきます。
    (簡単に説明しましたので若干違いがありますが、本筋は上記のとおりです。)

洗浄するには(解決策)
  
    ゴミおよび油脂分を洗浄するには多くは界面活性剤を使用します。界面活性剤はアルカリ系です。
    電位的に部品と同電位、すなわちマイナスにすることです。
    洗浄剤にマイナス電位を与えることで解決します。

界面活性剤を使用しない洗浄について
     
    上記のことから界面活性剤を使用しない洗浄はゴミおよび油脂分の界面電位を部品と同じ
    マイナスにすることです。
    それには電気的に界面電位をマイナスに出来るウルトラマジック装置が考えられます。
    更に油脂分の柔らかくするため40℃以上の加温することが必要となります。
    このウルトラマジック装置を使用し、超音波洗浄装置およびマイクロバブル装置での組み合わせが
    効果を生みます。

脱脂洗浄について

  最近アルカリ洗浄液および界面活性剤を使用しない脱脂洗浄の問い合わせがあります。
  アルカリおよび界面活性剤等を使用することにより、洗浄液に洗浄および廃液処理の問題があり、問い合わせが
  多くなっています。
  水だけのでの洗浄には下記の条件によりより洗浄効果を発揮します。
  1、温水
    付着した油分を軟化させるには温水(40℃〜50℃)での洗浄が不可欠です。
  2、マイクロバブル洗浄
    マイクロバブルは脱脂洗浄効果がありますが、限定的となります、
  3、マイクロバブルとウルトラマジックの組み合わせ
    付着した油分にマイナス帯電を与え界面電位を製品と同じマイナスにすることにより
    油分が剥がれやすくなり、マイクロバブルの洗浄効果を上げます。
  4、マイクロバブル+ウルトラマジック+マイクロパワー
    3項の装置にマイクロパワーユニットを付加することによりマイクロバブルにパワーを与え、より
    マイクロバブルの持っているパワーを発揮させます。

   
洗浄に対する環境変化

 
洗浄は超音波洗浄器を使用した脱脂洗浄及び炭化水素系を使用した脱脂洗浄が主流でした。
 部品加工が海外に流出する中、国内には更に高度な洗浄の要求が生じています。
 一般的な部品加工が海外に行く中、国内では更に微細な加工及び高品質な
 製品へと移行していきました。
 また、品質と歩留止まり向上から最近、洗浄にも変化が起こっています。


 
洗浄に対する変化とは
 
 洗浄といえば超音波洗浄機を使用し、超音波洗浄機を超える洗浄には純水等を使用し
 解決使用としてきました。
 その洗浄が最近変化してきています。
 その変化とは  
   1、環境問題から界面活性剤を使用しない洗浄
     薬液(界面活性剤)の削減と廃液処理によります。
     また、廃液処理費用の削減から水だけの洗浄の要求
   2、袋穴の洗浄
     従来は袋穴内の洗浄液除去のため人手を必要としていたための人員削減
   3、表面処理前の洗浄において歩留まりの改善と品質向上
   4、微細加工部品の洗浄
     単純部品から微細加工にシフトしたため
   5、金メッキ等の品質の向上
     更に高信頼性で薄いメッキ厚
   6、洗浄液(界面活性剤等)を部品に残さない洗浄
     従来は問題視されなかったが最近、脱脂洗浄後の洗浄液の残渣処理
   7、素材の変更による洗浄
     従来ガラス等を使用していたが、コスト面及び減重量からプラスチックに変更、
     このプラスチックの離型剤の辞去等があります。

 僅かな洗浄方法の変化ですが、従来にない洗浄目的で洗浄機が無いため担当者は
 苦慮しています。

 最近新たな洗浄機としてマイクロバブルによる洗浄が検討さてきています。
 そこで、マイクロバブルによる洗浄と油脂分、ごみ(スケール)の付着原因について
 考えた見たいと思います。
  
マイクロバブルの洗浄について

 
最近洗浄用としてマイクロバブルを使用した洗浄が選択の
 一つになってきています。
 マイクロバブルを使用した洗浄について考えて見ます。
 マイクロバブルの泡は右の写真のとおりです。
 洗浄効果として
   1、ミクロの泡が部品に付着した油脂分及びごみに
     付着して成長します。
     成長した泡は部品から油脂分及びごみを剥がす
     方向に働きます。
     水中に浮遊した油脂分及びごみは泡により
     浮上します。
   2、微細な加工部分及び袋何もマイクロバブルの
     泡が到達し、同様な効果が期待できます。
   3、超音波洗浄装置の限界である精密な洗浄効果を
     発揮します。
   4、超音波洗浄後の水洗槽での使用が最も効果を
     発揮します。
   5、洗浄槽に浮遊した油脂分及びごみは泡により
     浮遊分離され、槽内の導電率が上がります。
     洗浄槽の水をオーバーフローさせる必要があります。

  アルマイト加工、鍍金工程において袋穴内の洗浄には
  大きな効果を発揮します。

マイクロバブルの限界
 
    マイクロバブルの問い合わせの中で洗浄効果についてかなり大きな期待をお
    持ちの方があられますが、限界があります。
    限界を克服するための保持装置を開発しております。
    簡単にご説明いたします。

 
1、マイクロバブルには超音波洗浄機のように力ずくで油脂分及びごみを
   分離する力はありません。
   マイクバブル洗浄は洗浄槽にマイクロバブルを発生させ、部品の浸漬することが洗浄で、
   超音波洗浄及びブラスト洗浄は
   動的洗浄に対し、マイクロバブルは静的洗浄です。
   強く付着した油脂分及びごみを洗浄する力はありません。
   一つの解決策として洗浄液に水流を発生させる必要があります。
   しかし、そのためマイクロバブルのみで超音波洗浄機をも網羅することには
   限界があります。
   
 2、マイクロバブル洗浄の欠点を克服する必要があります。
   マイクロバブル洗浄の効果をより確実にするための装置として
   @ ウルトラマジック 
     この付属装置は付着した油脂分及びごみ(スケール)を付いている
     状態にする商品です。(これにはごみ等の付着原因の解明が必要です)
   A マイクロパワー装置
     マイクロバブルに動的洗浄力を与える商品です。

次にごみ付着原因とウルトラマジックについて、マイクロパワー装置について考えます

油脂分及びごみ付着する原因について

                    
   油脂分及びごみの部品に付着する原因が最近究明されつつあります。
   静電気、界面電位が付着の原因と言われ始めています。
   以前左の写真の様なプラスチックのチャックを鏡面研磨いたしました。
   (当時はプラスチックの鏡面研磨は不可能とされたいました)
   研磨が終了すると研磨のときに生じた0.5ミクロン以下の
   パーティクル1,500個を100個以下する依頼を受けました。
   専門家に相談したところ不可能であるとの回答です。
   その原因がパーティクルが小さくなればなるほど粘り気を持つ、
   拭いても超音波洗浄しても多少のの増減はあっても
   100個以下は天文学的条件だといわれました。
   (最終的には50個以下にすることに成功しました。)
   最近その「粘り気」とは 静電気又は界面電位であることが
   分かりつつあります。
   静電気、界面電位とすると「粘り気」の理由に納得できます。                 

  部品に油脂分及びごみが付着するのは水道管にカルシュームが付着する原因と同じということです。
  地球はマイナスに帯電し、地磁気の中を移動するカルシューム等のイオン類の
  界面電位(ゼーター電位)はプラスになる。
  これが配管にカルシューム等が付着する原因であるという。
  配管にスケールの付着するのを防止するにはカルシューム等の界面電位を配管と
  同電位のマイナスにすればよいということです。
  このことはエスケーエイのスケールウォッチャーの理論に載っております、参考にしてください。
  スケールが静電気を帯びますが、その帯電率も参考にしてください。
  帯電率によるとほとんどが+帯電し、−帯電は僅かテフロンのみです。
  洗濯にアルカリ界面活性剤を使用するのもまた、柔軟剤は+帯電で、
  洗濯後に柔軟剤を使用するのも同一原理といいます。
  衣服に花粉が付着するのもこの静電気によるもので、花粉の持込を防ぐには
  +帯電の柔軟剤を使用すると良いと言われます。
  帯電率高いほど静電気を帯びやすく付着しやすくなります。
  
  部品に油脂分及ぶごみ(スケール)付着するのもこの原理であるというのです。
  部品はマイナスに帯電し、脂分及ぶごみ類の界面電位がプラスになるため電位的な付着である。
  ですから洗浄には電位をマイナスにするアルカリ成分を使用します。
  
電位付着した油脂分及びごみを洗浄するには

  
 電位付着した油脂分及びこみを取り除くには
   洗浄水に電子を与える、
   すなわちマイナス帯電させることが必要となります。
   洗浄槽にマイナスの電位を与える商品として
   「
ウルトラマジック」があります。
   特殊周波数を与えることにより水中内のイオン、
   油脂分及びスケールの界面電位をマイナスにし、
   部品と同電位にることを目的とします。
   このことにより油脂分及びスケールが付着している
   状態から付いている状態を作り、洗浄効果を
   上げるものです。
   マイクロバブルと合わせて使用します。
   また、より洗浄効果を上げるために水温を40度以上
   50度未満をお勧めします。

ウルトラマジック装置の一部
       
電位付着した油脂分及びごみを洗浄するには
   電位付着した油脂分及びこみを取り除くには洗浄水に電子を与える、すなわち
   マイナス帯電させることが必要となります。
   洗浄槽にマイナスの電位を与える商品として「
ウルトラマジック」があります。
   特殊周波数を与えることにより水中内のイオン、油脂分及びスケールの界面電位をマイナスにし、
   部品と同電位にることを目的とします。
   このことにより油脂分及びスケールが付着している状態から付いている状態を作り、
   洗浄効果を上げるものです。
   マイクロバブルと合わせて使用します。また、より洗浄効果を上げるために水温を
   40度以上50度未満をお勧めします。
  

 洗濯機の黄ばみが目立ちません。

 洗濯機の吸水パイプにウルトラマジックを取り付けています。
 特に下着類は半年使用して保管して来春着ようとすると黄ばんでいます。
 ウルトラマジックを洗濯機の吸水パイプに取り付けた使用していますが、黄ばみが有りません。
 色での区別が付かなくなりました。
 試験的に枕カバーを古いのを取りだし、2回ほど洗濯した所、黄ばみの入れが非常に減ったよう見受けられました。
 また、ワイシャツの襟の部分が気にならなくなっています。
 現状では、洗剤を減らして使用しています。
 因みに、洗濯機はドラム式を使用しており、洗濯は「しっかり」で洗濯しております。

マイクロバブル洗浄の欠点を補う洗浄付加装置
 「マイクロパワー装置」
 
   
マイクロバブルによる洗浄は上記の通り、マイクロバブルを発生させて
   槽に部品を浸食させて洗浄する方法です。
   この方法は静的洗浄で油脂分及びごみ等に泡が付いてごみが浮上するのを
   静観する商品です。
   マイクロバブル洗浄はこれが欠点です。
   「マイクロパワー装置」はマイクロバブル付加装置の一種で積極的洗浄を実現します。
   マイクロバブル洗浄装置と合わせて使用します。

  
強く付着した洗浄
 
   
汚れが部品に強く付着した洗浄にはブラストがあります。
   また、脱気超音波洗浄装置があります。
   水中からエアーも取り除くことにより超音波の威力が増し、洗浄力を強くします。
   スター・クラスター蒲lが最も有力です。
   また、この装置はバリ取り等にも応用されています。

バリ取り洗浄

  バリ取りの方法はブラスト、バレルの方法がありますが、バリ以外の部分にもダメージを与えます。
  少量のときは人手による方法が一般的です。
  ここで紹介したいのは脱気超音波によるバリ取り洗浄です。
  洗浄液内から空気を抜くことにより超音波洗浄能力を格段に強力にし、
  更にエアーレーションを利用してバリ取りを可能にします。
  この張り取りの超音波洗浄は提携先のスター・クラスター鰍フ商品です。

次に具体的洗浄案件を考えます

水(お湯)だけでの脱脂洗浄

   環境問題から脱脂剤を使用しないで水だけで脱脂洗浄できなか、大手企業を中心に
   検討が始まっています。
   原因には薬品の削減と洗浄液の廃液処理費用削減と思われます。
   検討の余地は十分いあります。
   考えられる装置として
   1、超音波洗浄装置 + ウルトラマジック
     超音波洗浄機の洗浄力と部品から油脂分及びごみ(スケール)を静電的に引き離し
     洗浄力向上目的のウルトラマジック
     洗浄液処理には廃液には油脂分及びごみ(スケール)を浮上分離できるマイクロバブル。
   2、マイクロバブル発生装置 + ウルトラマジック + マイクロパワー 
     + お湯(40℃〜50℃)
     ウルトラマジック装置で油脂分及びごみ(スケール)を部品から剥がれ易くし、
     マイクロバブルにパワーを与える
     マイクロパワー装置による組み合わせが考えられます。
     洗浄しながら廃液内の油脂分及びごみ(スケール)を浮上分離させます。
   3、マイクロバブル発生装置 + マイクロパワー装置
     マイクロバブルに動的洗浄力を与えるマイクロパワー装置の組み合わせが考えられます。

洗浄液を残さない洗浄

 部品を脱脂洗浄した後、従来は問題にならなかった品質の高度化が要求され、表面処理後の
 洗浄液の付着が問題になってきている。
 従来の超音波洗浄だけではこの問題を解決できない。
 その解決策として
 @ 超音波洗浄機 + マイクロバブル洗浄機(水洗槽で使用)
    マイクロバブルは部品に付着した微細な洗浄液を取り除くとともに微細な部分にも
    マイクロバブルが行き渡り、洗浄効果を高めます。
 A 界面活性剤を使用しない洗浄方法
   通常の界面活性剤ではなくアルカリ洗浄水(アルカリ電解水では効果はありません)
 B 水による洗浄
   水のみの洗浄の変

  

微細洗浄

  微細洗浄、微細な部分への洗浄では従来の超音波洗浄装置を中心とした洗浄では
  解決することは限界があります。
  今、微細洗浄は従来の洗浄を超えた高度な洗浄の要求があります。
  超音波洗浄装置を眺めていたのではこの問題を解決できません。
  そこで提案です。
  下記の方法を検討されてはいかがでしょうか。

  1、マイクロバブルによる洗浄
  2、マイクrバブル + ウルトラマジック
  3、マイクロバブル + マイクロパワー
  4、マイクロバブル + ウルトラマジック + マイクロパワー

  マイクロバブル洗浄とマイクロパワー装置の組み合わせは特に微細部分が深いときに
  効果を期待できると思います。
  試す価値は十分にあると思います

精密洗浄、超精密洗浄

  洗浄においてより厳しい内容を要求されたとき従来は
  純水で洗浄していたが、
  効果が出ない、超純水装置の導入を検討を始めたと聞きます。
  洗浄液に問題がある場合はそれ程多くありません。従来どおり
  超音波洗浄機で解決を試みても限  界が生じます。
  マイクロバブル関連の洗浄の検討をお勧めします。

プラスチックの鏡面研磨後のパーティクル洗浄

  半導体関連でウエハーとの接触部分のパーティクルで洗浄 
  0.5ミクロンのパーティクルを
  50以下に減らす洗浄です。
  プラスチック等を研磨すると削り屑に静電気を生じ、
  部品の洗浄がより難しいものとなります。
  ごみの付着の原因がわからなかったため手探る
  状態で洗浄してきました。
  研磨すると研磨のときにごみに静電気すなわち界面電位が生じ、
  削り屑が小さくなればなるほど
  相対的付着力が強くなり、洗浄がより困難になります。
  この静電気、界面電位の洗浄のためアルカリ性の界面活性剤を
  使用しますが、なかなか期待 
  通りの洗浄ができません。
  これには電位を変えるウルトラマジックとマイクロバブル
  洗浄装置の組み合わせが効果を期待できます。

袋穴内の洗浄

  袋穴の洗浄において、従来は再メッキ及び出荷検査での
  省きまたは圧縮エアーによる
  袋穴内の吹き飛ばしが一般的のように思われます。
  袋穴の洗浄にもマイクロバブル洗浄が効果を発揮します。
  このとき袋穴の方向に対しマイクロバブル洗浄槽の
  水流の方向を考慮することにより    
  大きく改善が可能です。
  検討される価値は十分にありと思います。
  
    洗浄の実際
      従来、圧縮エアーで袋穴部分を吹き飛ばしていました。
      それでも歩留まりは80%位で、再メッキを
      余儀なくされていました。
      マイクロバブル洗浄を利用することによりエアーでの
      拭く飛ばしを廃止しました
     歩留まりは100%良品になりました。
     歩留まりの改善は品質向上にもなります。
      
 

洗浄の実際

マイクロバブル洗浄装置を用いた応用例
アルマイト処理工程
プラスチックメッキ工程
メッキ前の水洗槽
金メッキ工程
プリント基板メッキ工程
リードフレーム

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